北京市自然科学基金(2072003)
- 作品数：11 被引量：114H指数：7
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- 钢绞线中纵向模态衰减特性的试验研究被引量：2
- 2007年
- 以研究自由钢绞线和埋入水泥介质的钢绞线中超声导波纵向模态的衰减特性为目的,首先理论分析了钢绞线中心和外围钢丝中纵向模态的频散和多模态特性,之后采用厚度振动型压电陶瓷片端部激励和自行研制的磁致伸缩式传感器接收的方法对公称直径17.80mm的7芯钢铰线进行了最低阶纵向模态导波L(0,1)的激励接收试验。研究结果表明,在自由钢绞线中频带110~160kHz内模态导波L(0,1)的衰减随频率的增加而减小;在埋置于水泥介质的钢绞线中,频带110~160kHz内模态导波L(0,1)幅度随水泥埋置长度的增加而减小。这些试验结果为分析纵向模态对钢绞线的检测能力提供了试验依据,为超声导波技术应用于钢绞线健康检测奠定了基础。
- 刘溯刘增华何存富张易农吴斌
- 关键词：钢绞线超声导波模态
- PROPAGATION CHARACTERISTICS OF HIGH ORDER LONGITUDINAL MODES IN STEEL STRANDS AND THEIR APPLICATIONS被引量：5
- 2008年
- 在七电线的钢海滨的超声的指导波浪的纵的模式理论上并且试验性地被调查的高顺序的繁殖特征。根据这些分析结果，合适的纵的模式在钢海滨为缺点察觉被选择。为在 17.80 公里的螺旋状、中央的电线的分散曲线名字的直径七电线的钢海滨数字地第一被获得，并且高顺序的纵的模式的繁殖特征例如波浪结构，变细和分散，被分析。在实验，在不同高频率的超声的指导波浪的信号在由使用一样的单个压电的变换器的钢海滨的一结束激动、收到。在收到的信号的纵的模式的鉴定基于短时间 Fourier 变换被完成。而且，拨出 L (0， 5 ) 在 2.54 MHz 的模式为在钢海滨的一根螺旋状的电线中检测一个人工的缺点被选择。结果显示出在高频率的纵的模式与其精力主要在电线的中心宣传的低分散和变细变化的那份高订单能在长期的钢海滨被用于缺点察觉。
- Zenghua Liu Su Liu Bin Wu Yinong Zhang Cunfu He
- 关键词：超声波技术实验应力分析
- 高阶纵向超声导波在钢绞线缺陷检测中的应用研究被引量：12
- 2011年
- 为了实现对钢绞线的主动健康监测,采用安装在结构外表面上的磁致伸缩传感器激励和接收高阶纵向超声导波,优化各种参数以用于缺陷的识别和评估。实验选取经Hanning窗调制的正弦脉冲信号在7芯钢绞线中激励中心频率0.86MHz的高阶纵向超声导波L(0,2)模态,用于在两根钢绞线外围钢丝和中心钢丝中人工缺陷的检测。实验分析了L(0,2)模态对不同钢丝中的缺陷敏感程度,并进一步研究了缺陷深度和激励信号周期数对接收到的导波信号幅度的影响。实验结果表明,利用磁致伸缩传感器激励频率0.86MHz的L(0,2)模态可以用于钢绞线中的缺陷检测,对钢绞线外围钢丝的检测能力优于中心钢丝,并且缺陷回波的幅度可实现对缺陷大小的表征。同时,激励信号周期数的优化对高阶纵向超声导波用于钢绞线的缺陷检测显得十分重要。
- 刘增华赵继辰吴斌何存富
- 关键词：超声导波钢绞线
- 基于压电陶瓷片的Lamb波单模态激励及缺陷检测的实验研究被引量：12
- 2011年
- 为了激励Lamb波单一模态的S0和A0,采用2个相同的直径14 mm、厚0.8 mm的压电陶瓷片对称粘贴在2 mm厚的有机玻璃板上作激励传感器,在另一位置布置同一尺寸的压电陶瓷片作接收传感器.采用一发一收法,在低于100 kHz的频段内,激励传感器在板中分别单片、2片对称和反对称并联激励Lamb波,分析接收信号中模态成分的变化.并在此基础上,采用3种不同的激励Lamb波的方式对板中模拟缺陷进行了检测.实验结果表明,在一定频段内,对称并联激励压电陶瓷片可以有效抑制A0模态,得到较为单一的S0模态,而反对称并联激励压电陶瓷片能有效抑制S0模态,得到较为单一的A0模态;激励的Lamb波信号中模态越单一,缺陷回波越易识别.
- 刘增华王娜何存富于波吴斌
- 关键词：LAMB波薄板
- 钢绞线中激励纵向模态的磁致伸缩型激励及接收器的选型被引量：2
- 2009年
- 为在钢绞线中有效激励和接收纵向模态超声导波,对磁致伸缩型传感器的敏感元件螺线管的结构进行了优化,并进行了试验验证。首先,对利用磁致伸缩效应在钢绞线中激励及接收纵向模态超声导波的方法进行了分析,选用频率160kHz的L(0,1)纵向模态作为用于公称直径17.8mm的7芯钢绞线检测的导波。设计制作了激励该模态专用磁致伸缩型传感器。经过对结构和绕向不同的螺线管进行比较后,选取3段式螺线管作为磁致伸缩型传感器的敏感元件。为证实其检测能力,利用该传感器对钢绞线外围钢丝上的人工缺陷进行了检测,通过得到的实验信号可以很好确定缺陷位置。本文的研究为今后进一步检测钢绞线的健康状况奠定了基础。
- 刘增华张易农何存富曹川吴斌
- 关键词：磁致伸缩效应钢绞线超声导波
- 钢绞线用磁致伸缩传感器偏置磁场的有限元分析被引量：9
- 2009年
- 首先对利用磁致伸缩效应在钢绞线中产生纵向模态的方法进行了理论分析.利用Maxwell三维磁场有限元分析软件对99mm长,公称直径17.80mm的7芯钢铰线建立模型.并依照磁路设计的相关理论,设计了利用双磁路及三磁路为7芯钢绞线提供偏置磁场的方案.最后,通过对磁路中的每根钢丝表面及中截面磁感应强度的比较分析,证明三磁路比双磁路的磁场强度更大,均匀性更好.
- 刘增华张易农吴斌刘溯何存富
- 关键词：磁致伸缩效应有限元钢绞线超声导波
- 预应力钢绞线中超声导波声弹性效应的试验研究被引量：28
- 2010年
- 钢绞线中应力损失直接威胁到预应力结构的整体安全,实现钢绞线中预应力的无损、在役测量在工程中显得十分重要。对基于超声导波技术的钢绞线中的预应力测量方法进行理论分析和试验研究。根据波动理论和声弹性理论,得到不同应力状况下钢绞线中纵波和横波波速,分析建立钢绞线中最低阶纵向模态L(0,1)群速度与钢绞线承载的应力之间的对应关系。采用自行研制的磁致伸缩传感器在不同应力状态下公称直径17.80mm的7芯钢绞线上进行超声导波L(0,1)模态的激励接收试验。试验测定不同应力状态下钢绞线中L(0,1)模态导波的群速度,得到实际中L(0,1)模态的群速度和应力之间的关系曲线。结果表明,应力在0.5GPa以上时,钢绞线中L(0,1)模态的群速度会随着应力增大呈近似线性下降,与理论分析结果较为吻合。这为超声导波应用于钢绞线预应力大小的测量奠定了基础。
- 刘增华刘溯吴斌张易农何存富
- 关键词：钢绞线超声导波纵向模态预应力
- 板中孔状缺陷的超声导波检测试验研究被引量：9
- 2011年
- 为了实现对板类结构的主动健康监测,采用附着在结构上的压电陶瓷晶片激励和接收导波模态,选取合适模态用于板中缺陷的识别和评估.理论分析结果表明,在低频范围内,相对于A0模态,以面内位移为主、频散小的S0模态更适合于铝板的缺陷检测.利用直径11 mm,厚0.4 mm的压电陶瓷晶片在1 mm厚的铝板上激励和接收得到适合缺陷检测的频率300 kHz的S0模态.在此基础上,在铝板中加工一孔状缺陷,分析了S0模态的缺陷检测能力,并进一步研究了缺陷直径对接收到的导波信号幅度的影响.实验结果表明,利用一发一收法得到的Lamb波模态可以用于铝板中的缺陷检测,并且缺陷回波的幅度可实现对缺陷大小的表征.
- 刘增华赵继辰吴斌何存富
- 关键词：超声导波频散模态
- 基于非参数Snakes的时频重排方法在钢绞线导波模态识别中的应用被引量：4
- 2011年
- 为了使信号在时频域内提高聚集性和减少相干项,重排方法在处理非平稳信号中得到广泛应用。然而在传统重排处理后仍存在一些相干项和低信噪比的问题。采用一种基于非参数Snakes的时频重排方法,用于对钢绞线中超声导波信号中的模态识别。结果表明,相对于短时傅里叶变换和传统重排方法,基于非参数Snakes的时频重排方法得到的谱图具有更高的聚集性,且有效提高了信噪比。并且与外围钢丝的群速度频散曲线对比显示,利用该方法得到时频谱图能更准确地反映出主要超声导波模态的信息和各模态群速度变化趋势。因此,利用基于非参数Snakes的时频重排方法,可以为提高不同波导结构中超声导波模态的识别能力奠定重要基础。
- 刘增华余锋祥宋国荣何存富吴斌
- 关键词：时频分析重排钢绞线超声导波
- 基于磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波模态的试验研究被引量：24
- 2010年
- 对利用磁致伸缩效应在钢绞线中激励接收纵向导波模态的方法进行理论分析和试验研究。分析在公称直径为17.80mm的7芯钢绞线中纵向模态的传播特性。选取钢绞线外围钢丝中频率160kHz的L(0,1)模态用于钢绞线的健康检测。基于该模态的传播特性和钢绞线缠绕式外表面的特点,研制一种专用磁致伸缩传感器,用于7芯钢绞线的超声导波检测。该传感器的主要结构包括轴对称三磁路励磁结构和正反正绕向的三段式螺线管。三磁路励磁结构用来产生强度适合且均匀的偏置磁场,并设计专用夹片以降低钢绞线不规则外形所造成的空气磁阻。螺线管每段绕线的有效轴向宽度为频率160kHz的L(0,1)模态波长的一半。利用研制的磁致伸缩传感器,在长1180mm的自由钢绞线中进行超声导波的激励接收试验。试验结果表明,该传感器可以激励和接收选定的纵向模态L(0,1),为基于磁致伸缩效应的钢绞线超声导波检测奠定了一定基础。
- 刘增华张易农张慧昕何存富吴斌
- 关键词：磁致伸缩效应传感器钢绞线超声导波模态
